温拌再生沥青路面层间抗剪特性研究

温拌沥青技术是指在较低的温度下生产、铺设和压实沥青混合料,比传统的热拌沥青低约40℃,能源消耗减少,且温拌沥青的回收沥青料比例要高于热拌沥青。关于温拌沥青的一个主要问题是拌合摊铺过程中的工作温度降低可能会导致路面结构层间的附着力不足,本文通过实际工程取芯,测试芯样在不同界面(上面层–中面层、中面层–下面层)的层间抗剪强度,分析了采用不同种类温拌添加剂的温拌再生沥青路面和热拌再生沥青路面的层间抗剪性能。结果显示,温拌沥青路面的层间抗剪性能与热拌沥青路面相当,并且受温拌添加剂类型的影响较小。此外,层间抗剪强度受层间黏结剂的影响较大,特别是上面层和中面层的抗剪强度。

基于层间抗剪强度的同步碎石下封层的设计

针对同步碎石下封层的使用性能要求,提出了以层间抗剪强度作为设计指标的力学-经验设计法,采用McLeod经验法预估沥青用量,以预估的沥青用量作为中值成型5组不同沥青用量下的复合试件,进行了抗剪强度试验,以抗剪强度最大值对应的沥青用量作为最佳沥青用量;对只设置透层和透层+同步碎石封层的复合试件进行了抗剪、车辙和渗水对比试验。研究结果表明:力学-经验法设计的沥青用量比McLeod经验法降低约0.261kg/m2;相比透层复合试件,透层+同步碎石封层可提高复合试件的界面抗剪强度和车辙动稳定度约141%和27.6%,能够明显改善复合试件的抗渗性能。

隧道路面加铺层的层间抗剪试验

以AC-13混合料和水泥混凝土面板模拟原隧道路面,以层间抗剪强度为指标,分别对常用的纤维橡胶微表处及NovaChip超薄磨耗层抗滑加铺层进行试验,研究了不同因素对加铺层层间黏结性能的影响.结果表明:NovaChip超薄磨耗层的抗剪切性能优于纤维橡胶粉微表处混合料;层间污染及下面层表面状况对抗滑加铺层的黏结性能影响显著;不同的加铺类型混合料对应的粘层油最佳洒布量不同,同一种加铺类型在不同温度下粘层油的最佳洒布量也不同;试验表明25℃时纤维橡胶粉微表处粘层油洒布量为0.8 kg·m^(-2).

同步碎石下封层层间抗剪强度影响因素分析

以同步碎石封层层间抗剪强度为研究对象,采用"半刚性基层+透层+下封层+沥青面层"的复合结构进行试验研究,通过室内直接剪切试验对层间抗剪强度影响因素进行了系统分析,并提出了改善层间抗剪强度的建议。试验结果表明:温度和沥青材料性质对同步碎石封层层间抗剪强度产生了显著性影响,集料粒径大小、集料岩性和集料的处理方式对其产生了一定程度的影响。为了提高层间抗剪强度,在工程实践中应选用较低标号的沥青粘结料和石灰水预处理过的集料,有条件时尽量采用玄武岩集料作同步碎石封层的骨料。

乳化沥青砂封层层间抗剪性能研究

为了研究乳化沥青砂封层的层间抗剪性能,采用自主研发设计的层间剪切试验仪对砂封层的层间抗剪性能进行分析与评价。首先,应用Mcleod理论确定机制砂和乳化沥青理论洒布量,在此基础上,深入分析乳化沥青用量、乳化沥青粘度、乳化沥青固含量3个因素对砂封层层间抗剪强度的影响。试验结果表明:当机制砂的粒径为2.36~4.75mm、撒布量为6.7kg/m^2,乳化沥青固含量为70%、恩格拉粘度为14、洒布量为0.792kg/m^2时,乳化沥青砂封层层间抗剪效果最佳,同时也证实了乳化沥青砂封层满足下封层的抗剪性能要求。

水性环氧树脂微表处的层间抗剪性能

为改善路面加铺微表处薄层罩面后新旧路面间的层间抗剪性能,采用水性环氧树脂(WER)对微表处进行改性。依据直剪试验研究环氧树脂掺量、油石比、黏层油种类及用量、旧路面类型及水分对环氧树脂微表处层间抗剪性能的影响。结果表明,在微表处中加入水性环氧树脂能改善混合料的抗剪性能;与丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青相比,水性环氧改性乳化沥青高温及黏结性能更好,作为黏结材料对于提高路面层间抗剪性能更有优势;当微表处掺15%水性环氧树脂、油石比为7.7%、黏层油选用水性环氧乳化沥青且用量为0.6 kg/m^2时,结构层层间抗剪性能较好;在沥青混合料与水泥混凝土两种界面上,微表处与沥青混合料的层间抗剪性能更好。

浸水条件下环氧微表处与沥青路面层间抗剪性能的试验研究

微表处在工程应用过程中受水与车辆荷载作用,容易产生推移或整片剥落。为此,在微表处中添加适量不同种类的水性环氧树脂(Water-borne Epoxy Resin,WER)形成环氧微表处,通过拉伸试验和自主设计的45°斜剪试验,研究WER对环氧微表处在浸水条件下层间抗剪性能的影响。试验结果表明:胶结料在掺入刚性较大的WER后,随浸水时间增加,胶结料塑性变形能力削弱,弹塑性阶段与塑性阶段减短,脆性增加,而掺加柔性的WER,塑性阶段持续时间较长;浸水状态下,环氧微表处与沥青路面的层间抗剪强度影响因素主次顺序为油石比>WER掺量>WER掺加方式,而切向变形率的影响因素主次顺序为WER掺量>WER掺加方式>油石比。在工程应用中,建议采用油石比7%、WER掺量8%~12%且将环氧树脂与固化剂预先调和后加入水中,然后与集料进行拌合。

采用便携式剪切仪研究超薄白色罩面的层间抗剪性能

超薄白色罩面作为一种新型路面结构在国外得到广泛应用,其特定的路面结构要求超薄水泥砼面层与沥青层层间较好联结,因而层间抗剪性能对保证路面正常使用具有重要意义。设计了基于便携式剪切仪的层间界面剪切试验,采用水泥砼和沥青砼复合试件模拟超薄白色罩面和旧沥青面层的结合状态,得到了界面剪切强度随温度和竖向压力的规律。同时验证了该试验的可行性。

槽和黏层油对沥青混合料层间抗剪性能的影响

为确定沥青路面面层界面两侧材料组合(A)、界面压槽(B)、黏层油(C)及其交互作用(A×B,A×C,B×C)对层间抗剪性能影响的主次顺序和显著性,根据正交试验方法设计试验方案,进行试验研究.采用击实法制备了3种类型的复合式马歇尔试件,试件的下层为AC-20,上层分别为AC-13、AC-20、OGFC-13.3种类型试件的界面情况分别为无槽无黏层油、无槽有黏层油、有槽无黏层油和有槽有黏层油.利用自制的沥青混合料层间剪切仪对试件进行了常温下(25℃)的直接剪切试验.结果表明:相比于界面无任何措施的层间抗剪强度,黏层油,槽以及二者的联合3种工艺对界面名义抗剪强度的平均增加率分别为23.8%、42.9%及53.9%;3个因素及其交互作用对界面抗剪性能影响的主次顺序为:A、B、C、B×C、A×C、A×B;其显著性为:A、B、C及因素B、C的交互作用B×C对层间抗剪强度的影响为高度显著因素,交互作用A×B与A×C为次要因素.

水泥混凝土板沥青铺装层间抗剪强度协调性分析

为了使水泥混凝土板与沥青铺装层之间粘结性能达到最佳效果,采用直接剪切试验,对水泥混凝土板沥青铺装层间抗剪强度进行了协调性研究。分析和讨论了所选4种因素间的匹配协调性和对层间抗剪强度的影响,并对层间剪切试验的剪应力-位移曲线进行了分析。试验结果表明：层间剪切破坏的发展经历了3个阶段。3个阶段中,层间粘结力、水泥混凝土板表面与沥青铺装层集料的机械咬合力和摩擦力依次发挥作用。4种因素数对层间抗剪强度的影响强弱依次为：表面处理、铺装层级配、碎石撒布量和碎石粒径。建议的最优匹配方案：沥青铺装层采用AC-20级配上限,碎石撒布量为8kg/m^2,碎石粒径为9.5-13.2mm,凿毛间距为4.0cm。

薄层加铺层间抗剪强度理论及影响因素分析

薄层加铺是重要的预防性养护措施之一,加铺层与原有路面的粘结状况是决定其路用性能的关键。选择层间抗剪强度作为评价层间粘结状况的指标,借鉴国内外层间状况试验方法,选取斜剪试验作为测定层间抗剪强度的试验方法。并通过理论及试验分析,给出了试验参数的控制方法。通过室内斜剪试验,测试了31种工况下加铺层层间抗剪强度与滑动面法向压应力之间的关系。结果表明:层间抗剪强度与法向压应力呈线性关系。据此给出了适用于薄层加铺的层间抗剪强度理论、并讨论了温度、湿度变化对层间抗剪强度理论的影响。

玻璃纤维超粘薄磨耗层层间抗剪强度影响因素

通过正交实验,研究了玻璃纤维超粘磨耗层层间抗剪强度与改性乳化沥青洒布量、混合料级配类型、混合料洒布量和玻璃纤维含量4个因素的相关关系,选择相关性较高的两个因素,作为加铺层混合料配合比设计的依据,基于抗剪强度推荐出最优的加铺层参数,为工程施工和玻璃纤维超粘磨耗层措施的推广提供参考。

植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪性能研究

为了研究植石水泥混凝土桥面板与沥青铺装层层间抗剪性能,采用传统的刻槽、毛面、光面界面类型桥面铺装试件作为对比,测试了0,0.7,1.4MPa这3个竖向荷载作用下,不同界面类型试件的层间极限抗剪强度;分析了0.7MPa竖向荷载作用下,不同界面类型试件层间剪应力与剪切位移的关系;研究了温度、水以及冻融循环作用对不同界面类型试件层间抗剪性能的影响,并进一步针对植石界面类型试件,分析了AC-13C,AC-20C与SMA-13沥青铺装层对其层间抗剪性能的影响.结果表明:与另外3种界面类型试件相比,植石界面类型试件具有较大的内摩阻角和黏聚力,其层间极限抗剪强度达到1.0MPa以上,并且残余抗剪强度达到了极限抗剪强度的80%;植石界面类型试件对环境中温度和水的敏感性较低,在冻融循环作用下其层间极限抗剪强度衰减幅度最小;沥青铺装层材料组成对植石界面类型试件的层间抗剪强度具有显著影响,AC-20C和SMA-13沥青铺装层试件的层间抗剪性能优于AC-13C沥青铺装层试件.

混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析

为研究混凝土桥面板防水粘结材料最佳用量和层间抗剪强度,选取3种典型的桥面板表面纹理及3种防水粘层材料,通过直接剪切试验分别确定不同防水粘层材料与不同纹理混凝土桥面板组合时的防水粘层材料最佳用量及层间抗剪强度。试验结果表明,防水粘层材料最佳用量随桥面板表面纹理的丰富程度而提高,露石界面的防水粘层材料的最佳用量较大;对于3种类型表面纹理,常温下丙烯酸酯类防水粘层材料的层间抗剪强度大于SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青的;对于同种防水粘层材料,露石界面的层间抗剪强度最大;温度对层间抗剪强度影响显著,当试验温度由25℃上升到60℃时,3种界面的层间抗剪强度均有大幅下降,但露石界面的层间抗剪强度随温度变化的敏感性较小。

超薄磨耗层加铺路面层间抗剪性能试验

为了保证超薄磨耗层加铺路面的结构稳定性,预防出现层间滑移等病害,对超薄磨耗层加铺结构的层间抗剪性能展开试验研究。选取AC-10和SMA-10超薄磨耗层成型复合试件进行直剪试验,通过层间剪切模量与直剪试验荷载-位移变化曲线解析超薄磨耗层加铺结构剪切破坏过程,并探究温度、粘层油类型及洒布量等因素对层间抗剪强度的影响。结果表明:超薄磨耗层加铺结构剪切破坏过程与普通加铺结构类似,但是两者的弹性阶段与破坏阶段存在不同;超薄磨耗层加铺结构最佳粘层油用量范围为0.8~1.0 L/m^(2),与普通乳化沥青相比,采用SBS改性乳化沥青能够使层间抗剪强度提高99%~135%;高温环境会极大地降低层间抗剪强度,而超薄磨耗层类型的不同会引起层间接触面构造形态的改变,导致层间抗剪强度产生变化,因此AC-10级配对应的层间抗剪强度要优于SMA-10级配。

环境因素对水泥混凝土桥面沥青铺装层间抗剪强度的影响

利用自研的剪切试验仪进行不同正压力下的层间抗剪强度试验,对比分析温度和水环境因素对水泥混凝土桥面板与沥青铺装层间抗剪强度的影响。试验结果表明,高温和浸水的综合作用会大幅度地降低层间抗剪强度及其粘聚力、摩阻角(摩擦系数)指标。与浸水相比,高温对层间抗剪强度的影响更为显著,其中对于粘聚力指标的影响尤甚于摩阻角(摩擦系数)指标。在此基础上,归纳提出了可考虑环境温度和水综合效应的层间抗剪强度的经验公式,并与试验结果对比验证了其合理有效性。

植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪特性

将植石技术应用于混凝土桥面沥青铺装结构,可以改善铺装层的层间抗剪性能,为了分析植石桥面铺装结构的层间抗剪特性,首先采用直接剪切试验测试了不同界面类型桥面铺装试件的层间抗剪强度,并模拟分析了植石桥面铺装结构对车辆荷载的适应性。然后研究了界面剂对植石桥面铺装结构层间抗剪性能的影响,并推荐了界面剂应用工艺和最佳用量。研究结果表明:植石桥面铺装结构具有良好的层间抗剪性能,并且对车辆的重载作用以及启动或制动时的冲击荷载作用具有较好的适应性;建议采用后洒工艺应用界面剂,推荐界面剂的最佳用量为0.4~0.8L/m2。

降噪微表处沥青路面层间抗剪强度试验研究

利用改造的应变控制式直剪仪,通过直剪试验对常温下降噪微表处与沥青路面间的层间抗剪强度进行试验研究。研究结果表明:常温下降噪微表处沥青路面层间抗剪强度不仅满足实际行车条件下层间剪应力的要求,而且优于普通微表处沥青路面层间抗剪强度;对降噪微表处实施轻压工艺后,提高了层间结合强度,可以有效降低微表处使用中产生推移、剥落的可能。

沥青路面层间抗剪强度影响因素试验研究

层间抗剪强度是评价沥青路面工程质量的关键指标。文中采用沥青路面层间扭转剪切试验仪,通过成型双层车辙板并钻心,对心样进行剪切试验,以最大剪切强度作为评价指标,就影响层间抗剪强度的4个因素:粘结材料、环境温度、路面结构类型、污染程度进行了相关试验,并对结果进行了分析。

“白改黑”路面层间抗剪切性能影响因素试验研究

为了研究"白改黑"复合路面层间抗剪切性能,通过室内试验,对复合试件进行直接剪切试验。采用剪切强度作为层间剪切性能的评价指标,对层间抗剪切性能随下面层粗糙度、粘层油用量、粘层油种类、环氧用量、温度和浸水条件变化规律进行分析。研究结果表明:恢复水泥路面的粗糙度可以有效提高层间抗剪强度;合理的粘层油用量有利于提高"白改黑"层间抗剪切强度,当超过最佳用量后,复合试件层间的抗剪切强度逐渐减小;粘层油性能由好到次为:环氧改性乳化沥青A>环氧改性乳化沥青B>SBS改性乳化沥青>SBR改性乳化沥青>普通乳化沥青A>普通乳化沥青B;相比而言,较低环氧用量表现出较优的剪切强度和变形能力,最优环氧用量为8%;复合层间抗剪切强度随温度的升高而减弱;添加环氧后,"白加黑"层间抗剪切性能的水稳定性显著提高。